发信人: k_xiaoyao(逍遥)
整理人: k_xiaoyao(2001-01-20 07:49:44), 站内信件
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3.折叠之谜
蛋白质从一条长长的多肽链转变为一个特定的结构或者空间形状的过程叫折叠,因为通常多肽链的走向经常像山路十八弯,见图.大多数发挥重要功能的蛋白质最终的形状都类似于球形,所以我们把这些蛋白质叫球状蛋白质,而一般来说作为机体支架的蛋白通常是纤维状的长条形,这类蛋白质我们一般又叫结构蛋白(从形状来说则是纤维状蛋白),它们的主要功能就是提供支撑使生物体成型.
在自然条件下蛋白质究竟是什么形状由什么决定,人们当然会认为由环境和组成蛋白质的氨基酸决定,生物体内的环境通常都很稳定,所以人们就只说氨基酸组成决定最终形状.证明这个推断的经典实验是使用变性剂--高浓度尿素---破坏核糖核酸(RNA)酶(关于酶是什么我们以后再说)的二硫键[由半胱氨酸提供-SH(巯基)形成,两个--SH结合在一起形成一个二硫键,蛋白质通过链内或者链间二硫键的形成而剧烈的改变形状],很显然伴随着二硫键的断裂.其特定的结构不复存在.其特定的生物学功能也随之消失(变性).如果我们足够小心的去除掉变性剂那么该酶的结构可以自动恢复(复性),注意核糖核酸酶一共有4个二硫键,任何一个二硫键的错配都会改变该酶最终的结构.如果按照简单的数学计算,正确配对的可能性是1/105(大家可以想想这个数字怎么算出来的).很显然复性不是随机过程.
这个实验说明实际上蛋白质的结构是环境条件下的稳定态,任何事物自动趋向于最稳定的状态,所以从理论上说我们可以根据其氨基酸组成计算(用波函数方程或者其他什么方程)任何蛋白质的最终结构,这为我们设计人造蛋白质打下一个好基础.不过让人沮丧的是计算量是如此之大,实际上计算是毫不现实的事,人们至今还只有一些经验性的东西,要把这个行当转变为全定量的一门学科还遥遥无期,或许我们需要更快的计算机或者更好的物理学家提供方程 :).这些经验主要是,在折叠的时候通常亲水的氨基酸暴露在表面而疏水的氨基酸则包含在内部(也不尽然),在折叠的过程中有一些中间状态比如局部肽段形成的两个螺旋互相靠近互相稳定或者螺旋片层螺旋等这样的东西.
不过麻烦事还在后面,人们后来发现真核生物的很多蛋白质有古怪,它们在原核细胞中不能正确折叠(这是基因工程出来以后的事了),那么这些蛋白质在真核细胞中是如何正确折叠的呢,人们很快就发现了在真核细胞中有一类蛋白质专门帮助其他蛋白质折叠,它们有一个很煽情的名字--分子伴娘(分子伴侣),呵呵,我当然知道伴娘和伴侣完全是两回事,谁知道他们当时发什么晕取了两个这么有毛病的名字.
这实际上说明了很多真核细胞的蛋白质并非处于什么最稳定态而只是一个亚稳定态,这就把全定量从理论上否定了,数学在生物学中确实地位不高,主要是数学家和物理学家还是太苯,谁让他们不搞点真正解决问题的工具出来呢.
哈哈 我逃逃逃..............
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岂能尽入人意,但求无愧我心
让我们把科学进行到底
附庸风雅者请进
对进化论有兴趣,那请进 |
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![二硫键[由半胱氨酸提供-SH(巯基)形成,两个--SH结合在一起形成一个二硫键,蛋白质通过链内或者链间二硫键的形成而剧烈的改变形状]](http://go.163.com/~xiaoyaoyou99/s_im/B2-E-2b.gif){kind=link}